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Kanazawa, Japan / Augsburg, Germany - With the Fraunhofer Innovation Platform for Fibers, Processing and Recycling Solutions at Innovative Composite Center FIP-MIRAI@ICC, the Fraunhofer Institute for Casting, Composite and Processing Technology IGCV and the Innovative Composite Center (ICC), Kanazawa Institute of Technology (KIT) in Kanazawa area are setting new standards in the circular economy. With a total budget of 2 million euros - half funded by the Fraunhofer-Society and half by the ICC - the platform aims to develop solutions to global challenges in the field of composite recycling. A Fraunhofer Innovation Platform (FIP) is a temporary research unit hosted and operated by a research institution abroad, which is set up in close cooperation with one or more Fraunhofer Institutes in Germany. With “Mirai”, the Japanese word for “future”, the FIP-MIRAI@ICC sends out a clear signal: Waste is seen as a valuable resource and reused through new technologies. The aim is to create a forward-looking circular economy that guarantees sustainability for future generations. At the heart of the five-year cooperation (2025-2029) is a central location in Kanazawa area, which brings together researchers from the Fraunhofer IGCV and the ICC with companies, universities and customers.

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Immer häufiger sollen nachwachsende Rohstoffe in Verbundstoffen für technische Anwendungen eingesetzt werden. Bisher stoßen die sogenannten Bio-Composites für anspruchsvolle Produkte noch an ihre Grenzen. Dies soll sich nun ändern: In einer neu gegründeten, gemeinsamen Forschungsgruppe untersuchen die Hochschule Aalen und das Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV die Eigenschaften biogener Werkstoffe und entwickeln diese weiter. Das Ziel der »AG BioComposites« ist es, hochwertige biobasierte Composites herzustellen – und somit in Zukunft erdölbasierte Materialien in geeigneten Fällen zu ersetzen. Gefördert wird das Vorhaben von der Fraunhofer-Gesellschaft.

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Je länger das Rotorblatt, desto größer ist die erforderliche Klebstoffmenge, um die beiden Blattschalen miteinander zu verbinden. Derzeit benötigen Rotorblatthersteller für ein etwa 80 Meter langes Rotorblatt etwa eine Tonne Klebstoff und somit fallen hohe Kosten an. Die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen am Fraunhofer IWES haben daher ihre Erfahrungen aus einem Jahrzehnt Forschung in der Herstellung von Rotorblättern eingebracht und eine Lösung entwickelt, die den Prozess der Klebstoffapplikation vereinfacht und verbessert: den Variable Glue Applicator (VGA).

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Dank der Unterstützung durch die WINDnovation GmbH haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ab sofort Zugang zu einer 13,4 m langen Form für Rotorblätter  im Forschungszentrum für Rotorblattfertigung BladeMaker am Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES in Bremerhaven.

Das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES ist nun in der Lage, Prototypen von Rotorblättern mit einer Länge von 13,4 m, 31 m und 40 m herzustellen, um verschiedenen Anforderungen und Budgets gerecht zu werden.

Die Forschungs-Rotorblatt-Produktion bietet drei Hauptanwendungsfälle:

1) Herstellung von Rotorblättern mit absichtlichen Defekten (z. B. Falten), um die Auswirkungen dieser Unvollkommenheiten auf das strukturelle Verhalten zu untersuchen.

2) Entwicklung von Automatisierungslösungen für die Rotorblatt-Produktion.

3) Unterstützung von Materiallieferanten bei der Markteinführung neuer Materialien (z. B. Kernmaterialien oder Harzsysteme).

Das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES stellt seine Einrichtung für den Forschungsblattbau sowohl für kommerzielle F&E Tätigkeiten (Auftragsforschung) als auch für öffentlich geförderte Forschungsprojekte zur Verfügung.

Ansprechpartner am Fraunhofer IWES: Dr. Steffen Czichon, Abteilungsleiter Rotorblätter. steffen.czichon@iwes.fraunhofer.de

Große und schwere Komponenten von Landfahrzeugen sollen in Zukunft leichter und nachhaltiger gestaltet werden können. Dieses Ziel verfolgt das Forschungsvorhaben »ECO2-LInE«, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) innerhalb des Technologietransfer-Programms Leichtbau (TTP LB) gefördert wird. Hier werden Metallkonstruktionen teilweise durch leichte, naturfaserverstärkte Kunststoffbauteile ersetzt. Um diese langzeitstabil und witterungsbeständig fertigen zu können, haben Experten aus dem Fraunhofer LBF ein eigenes Herstellungsverfahren für die Compounds entwickelt. Es handelt sich um ein naturfaserverstärktes Compound mit besonderen Eigenschaften in Hinblick auf Hydrophobie und Temperaturstabilität, sodass es nicht nur im SEAM-Prozess verarbeitet werden kann, sondern die Bauteile auch für den Außeneinsatz geeignet sind.
Mehr dazu zeigt das Forscherteam auf der HANNOVER MESSE, Fraunhofer-Gemeinschaftsstand Halle 2, Stand B24.

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Faserverbundkunststoffe bzw. Composites finden aufgrund ihres Leichtbaupotenzials vielfach Verwendung, besonders in den Bereichen #Automobil, #Schienenfahrzeuge, #Schiffbau, #Luftfahrt und #Windenergie. Der Herstellungsprozess ist anspruchsvoll. Ein genormter Prozess zur Qualitätssicherung innerhalb der Herstellung und Instandhaltung von Composite-Bauteilen ist somit maßgebend.

Einen ersten Schritt zur Steigerung der Composite-Qualität initiierte das @Fraunhofer IFAM durch Bildung eines Konsortiums, das bei DIN registriert und unterstützt wurde und ein Regelwerk für die »Qualitätsanforderungen an #Faserverbundkunststoffprozesse« entlang der kompletten Composites-Prozesskette entwickelte.

Analog zu den etablierten Schweiß- und Klebnormen enthält die DIN SPEC 35255 ebenfalls die drei Kernelemente: die Klassifizierung der Composite-Bauteile nach Sicherheitsanforderungen, die Anforderungen an die Personalkompetenz und die Nachweisführung der realen Beanspruchung im Vergleich zur maximalen Beanspruchbarkeit.

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Wälzlager werden überall dort eingebaut, wo sich etwas dreht. Das breite Einsatzgebiet reicht von der großen Windkraftanlage bis zur kleinen elektrischen Zahnbürste. In Bezug auf ihre Qualität und die jeweilige Anwendung müssen die Lager aus Stahlbauteilen sorgfältig ausgewählt und geprüft werden. Maßgeblichen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften des Stahls hat die Korngröße. Bislang wird die Größe der mikroskopisch kleinen Kristallite per Sichtprüfung durch Metallographinnen und Metallographen bewertet – eine subjektiv geprägte, fehleranfällige Methode. Forschende am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM haben nun in Zusammenarbeit mit der Schaeffler Technologies AG & Co. KG ein Deep Learning-Modell entwickelt, das eine objektive und automatisierte Bewertung und Bestimmung der Korngröße ermöglicht.

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Das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES startete vor zehn Jahren mit der Forschung zum Thema automatisierte Rotorblattfertigung mit dem Beginn des Projekts »BladeMaker«. Das darauffolgende Projekt »BladeFactory« wird diesen Oktober abgeschlossen und dient dem Projektteam als wichtiger Anlass, gemeinsam mit Projektpartnern und Gästen aus der Windenergieindustrie und -forschung, auf die Ergebnisse zurückzuschauen und Zukunftstrends in der Rotorblattfertigung zu identifizieren. Das Projekt BladeMaker wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) mit rund 8 Mio. Euro gefördert, das Projekt BladeFactory mit 9 Mio. Euro. Die Abschlusskonferenz fand Dienstag mit rund 40 Gästen im ENIQ auf dem EUREF-Campus in Berlin statt.

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Der Bundesminister für Wirtschaft und Klimaschutz Robert Habeck, der Bürgermeister Andreas Bovenschulte, Präsident des Senats der Freien Hansestadt Bremen und die Senatorin für Wissenschaft und Häfen der Freien Hansestadt Bremen Claudia Schilling haben heute den neuen Rotorblattprüfstand 115m+ des Fraunhofer-Instituts für Windenergiesysteme IWES in Bremerhaven eingeweiht. Der neue, weltweit einzigartige Rotorblattprüfstand bietet umfangreiche Testmöglichkeiten für Rotorblätter von über 115 Metern. Der Bau des Prüfstands wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) mit rund 18 Mio. Euro und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) sowie dem Land Bremen und dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung EFRE mit rund fünf Mio. Euro gefördert.

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Der zweite Standort des Fraunhofer IGCV im Augsburg Innovationspark ist nun eingeweiht: Rund 140 Gäste aus Politik, Industrie und Wissenschaft feierten die Einweihung der »Green Factory Augsburg«. Der reguläre Forschungsbetrieb läuft dort bereits seit Februar 2020. Corona-bedingt mehrfach verschoben, konnte der Festakt am 24. Mai 2023 nun endlich stattfinden – und Hauptinitiator Prof. em. Dr.-Ing. Gunther Reinhart gebührend verabschiedet werden.

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Forschen im Ausland – Wissen ergänzen und internationale Kontakte pflegen:
Regelmäßig forschen Mitarbeitende des Fraunhofer IGCV als Gäste an renommierten ausländischen Universitäten und Forschungseinrichtungen. Neben der akademischen Vernetzung können diese lebenslangen Kontakte auch für die internationale Projektakquise sehr wertvoll sein.

Von einem Auslandsaufenthalt an internationalen Forschungseinrichtungen profitieren alle Beteiligten: die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die sich in ihrem Feld noch stärker vernetzen; die gastgebende Institution, die sich konkrete Expertise für ein relevantes Forschungsfeld einholt; und das Fraunhofer IGCV, das durch Kooperationen mit renommierten Universitäten sein internationales Profil und die weltweiten Kontakte weiter ausbaut. Nachdem 2021 pandemiebedingt diese Aufenthalte nicht stattfinden konnten, nutzten 2022 einige Promovenden wieder die Möglichkeit für einen mehrmonatigen Forschungsaufenthalt zu Fort- und Weiterbildungszwecken.

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Die additive Herstellung von Werkzeugen mit pulverbettbasiertem Laserstrahlschmelzen »Laser Powder Bed Fusion« bietet zahlreiche Vorteile, sie ist wirtschaftlich, präzise und ermöglicht individuelle Lösungen. Doch ist es mitunter schwierig, die optimalen Prozessparameter, wie die Geschwindigkeit oder die Leistung des Lasers, zu bestimmen. Fraunhofer-Forschende simulieren erstmalig den Prozess auf der Mikrostrukturskala, um direkte Zusammenhänge zwischen Werkstückeigenschaften und gewählten Prozessparametern erkennen. Dafür kombinieren sie verschiedene Simulationsmethoden miteinander.

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